50 Hz vs. Motori ad ingranaggi AC a 60 Hz: Quali OEM di esportazione devono ricontrollare

Una macchina lascia una fabbrica a 50 Hz e arriva in un sito a 60 Hz, O viceversa. Il motore dentato si fissa sullo stesso telaio e l'albero si adatta allo stesso aggancio, Quindi nulla sembra diverso all'esterno. Quell'adattamento fisico non conferma quella velocità di uscita, Funzionamento dei freni, oppure i limiti del cambio rimarranno accettabili.

La frequenza di alimentazione non è un dettaglio che si conferma una volta e poi si dimentica. Questa revisione copre i motori generali a induzione trifase AC. Con un direct-on-line (GIÙ) Collegamento, Il motore viene alimentato alla frequenza di rete, mentre la velocità reale dell'albero dipende da quella frequenza, Il numero di pali motori, e lo slittamento dipendente dal carico. Con un azionamento a frequenza variabile (VFD), Il motore imposta la frequenza del motore; la propria fornitura di ingresso deve comunque adattarsi al sito di destinazione. Ecco un controllo passo dopo passo per gli OEM di esportazione.

Perché la frequenza di alimentazione è importante

La velocità di un motore a induzione AC è legata alla frequenza di alimentazione. La velocità sincrona segue una relazione semplice:

n_s = 120 × f / p

dove f è la frequenza di alimentazione in hertz e p è il numero di poli. Per un motore a quattro poli, 50 Hz danno una velocità sincrona di 1500 giri/min, e 60 Hz danno 1800 giri/min.

I motori reali funzionano leggermente sotto la velocità sincrona. Il gap è scivolamento, e esiste perché il rotore deve spostare il ritardo nel campo rotante per indurre corrente e produrre coppia. Usa la velocità nominale per il motore e le condizioni di funzionamento selezionate invece di una percentuale generale di slittamento.

Per un conteggio fisso di poli, la velocità sincrona aumenta di un fattore 1,2 da 50 Hz a 60 Hz. Se la velocità effettiva del motore aumenta di quel fattore e il rapporto del cambio rimane fisso, Anche la velocità di uscita aumenta. Questo è un confronto di velocità, Non prova che il motore possa fornire la sua coppia o potenza originale alla nuova frequenza.

Leggi la targhetta completa del motore

La targhetta con il nome è il punto di partenza per verificare per cosa è stato costruito e per quale motore è stato progettato. Leggi tutto, Poi usa il datasheet corrispondente, Istruzioni operative, e qualsiasi conferma scritta del produttore.

Ogni frequenza nominale è associata a una tensione specificata e a una connessione di avvolgimento, Potenza di uscita, current, e velocità. Un rating a 50 Hz da solo non stabilisce una prestazione a 60 Hz. Per l'operazione diretta in linea su una rete diversa, Questa è una domanda di configurazione, non una sostituzione plug-and-play.

La targhetta con il nome contiene anche tensione, Fase, Corrente a pieno carico, e velocità nominale. La velocità nominale è la velocità a pieno carico in tensione e frequenza nominali, e la differenza tra essa e la velocità sincrona è lo slittamento. Questi valori appartengono a un unico insieme di condizioni classificate e non possono essere applicati separatamente a una griglia diversa. Le capacità di servizio e le capacità ambientali definiscono se il motore è omologato per un servizio continuo o per qualcosa di più breve, e in quali condizioni.

Una regola collega questa sezione. Per il funzionamento a doppia frequenza, Leggere l'insieme completo di dati per la frequenza prevista nella targhetta e nella documentazione approvata. Non dare mai per scontato che un motore a 50 Hz possa essere collegato a 60 Hz e funzionare ai valori originali della targhetta.

Ricontrollare la macchina azionata

Se le condizioni di funzionamento selezionate cambiano la velocità effettiva del motore, Chiedi cosa fa questo alla macchina che aziona.

Inizia con la velocità macchina richiesta e il ciclo di processo. Se l'apparecchiatura azionata fosse specificata intorno a una determinata velocità di uscita, Una variazione di 1,2× lato motore modificherà quella velocità di uscita a meno che il rapporto di trasmissione o una configurazione approvata del controllo della velocità del motore non venga regolata. Per un nastro trasportatore, Questo significa velocità della cinghia. Per un mixer, Significa velocità di agitazione e tempo di miscelazione.

Prossimo, Controlla la coppia al carico e i suoi limiti. Con un sistema VFD adeguatamente classificato, Una coppia approssimativamente costante può essere disponibile al di sotto della frequenza base, soggetto ai limiti di corrente e raffreddamento. Una volta che il disco raggiunge il limite di tensione, Aumentare la frequenza riduce i volt per hertz: Questo è indebolimento del campo, Quando la coppia disponibile diminuisce e può essere possibile un intervallo di potenza approssimativamente costante entro l'inviolo operativo approvato. Questo è diverso dall'aumentare tensione e frequenza insieme per mantenere V/f. Un rapporto di adattamento da solo non stabilisce una caricabilità o un aumento di temperatura accettabile.

Finally, conferma i limiti della macchina. Cuscintetti, Sigilli, Disposizioni di lubrificazione, e i componenti strutturali devono rimanere entro i loro limiti operativi approvati, quindi il ricontrollo non è completo finché il lato guidato non viene controllato rispetto alle proprie classifiche. Un nastro trasportatore omologato per una velocità di nastro, un miscelatore dimensionato per una velocità di agitazione, oppure una linea di imballaggio costruita attorno a un solo tempo di ciclo ha tutte un tetto, e una velocità motore più alta può spingere la macchina oltre di esso.

Verifica la compatibilità elettrica e termica

Qui un cambiamento di frequenza smette di essere meccanico e diventa elettrico e termico.

Primo, conferma la combinazione tensione-frequenza approvata. Usa una combinazione tensione-frequenza classificata o approvata per il motore selezionato. Se ti serve una combinazione diversa, ottenere i relativi dati di prestazione e la conferma del produttore invece di riportare le classificazioni originali.

Secondo, Rivedere l'avvolgimento e il servizio insieme. Le variazioni di tensione e frequenza possono influenzare le caratteristiche di avviamento, Perdite, e l'aumento della temperatura; L'effetto dipende dal design del motore e dal tipo di carico.

Terzo, Controlla il metodo di raffreddamento da solo. Un motore raffreddato da ventola che si basa su ventole montate sull'albero si raffredda meno efficacemente quando gira più lentamente, Quindi controlla la documentazione del produttore invece di dedurre prestazioni da un rapporto.

Quarto, Considera il funzionamento del variatore di frequenza come una valutazione separata. Un VFD non è solo una sorgente di frequenza. La sua uscita ha una frequenza portante e un tasso di aumento della tensione che interagiscono con l'isolamento del motore e la lunghezza del cavo, e i cavi motori lunghi possono spingere la sovratensione di picco a livelli che stressano l'avvolgimento. Il funzionamento VFD può anche creare problemi di corrente di rilevamento e armoniche di alimentazione. Controlla i requisiti del motore e dell'azionamento per l'isolamento degli avvolgimenti, Frequenza di commutazione, Lunghezza del cavo, Filtraggio, Protezione contro le correnti di cuscintamento, e raffreddamento a bassa velocità. La sola classe di isolamento non determina l'idoneità dell'inverter.

Conferma il motore completo

Il motore a ingranaggi è un sistema, E ogni parte deve essere confermata rispetto alla nuova velocità.

Controlla il rapporto di trasmissione rispetto alla velocità di uscita target. La velocità di uscita segue dalla velocità del motore divisa per il rapporto, Quindi se la velocità del motore cambia e il rapporto rimane fisso, La velocità di uscita cambia con esso. Se la velocità di uscita target deve essere mantenuta, scegliere un rapporto adeguato o un punto operativo VFD approvato; Il motore, Guida, e il carico deve sostenere quel punto operativo.

Controlla la velocità consentita di ingresso del cambio. La velocità massima effettiva o comandata del motore deve rimanere sia entro il limite di velocità meccanica consentito dal motore sia il limite di velocità in ingresso del cambio. Una frequenza diretta in linea più alta, oppure un'impostazione di velocità VFD più alta, può portare una combinazione precedentemente accettabile oltre quel limite. Controlla il limite documentato per il cambio selezionato e la configurazione.

Controlla il freno, Accessori, e i rating di controllo. Per un freno elettricamente rilasciato, Controlla il freno specificato, Rettifica, Accordo di fornitura, e tempismo di uscita. Non dare per scontato che la sua alimentazione possa seguire una tensione del motore modificata o un'uscita VFD. Controlla altri controlli e accessori collegati all'alimentazione rispetto alle loro specifiche tensioni e frequenze.

Record di configurazione di esportazione

Un ricontrollo è utile solo se è scritto. Usa un record di configurazione per catturare le condizioni di origine e destinazione fianco a fianco, Poi annota ciò che è stato confermato, Quale documentazione era richiesta, e chi possiede ciascun oggetto. La prima riga qui sotto è un esempio; Registra i dati effettivi del sito, inclusa la fase. Per i sistemi VFD, Registra anche la frequenza di uscita del motore separatamente dalla frequenza della rete.

Il registro obbliga ogni assegno a contenere un proprietario e un documento, quindi non si assume nulla, e fornisce al sito una base scritta per la configurazione.

Domande frequenti

Un motore da 50 Hz può essere collegato direttamente a una fonte da 60 Hz?? Solo se il motore è omologato o approvato specificamente per la combinazione e carico tensione-frequenza di destinazione. Controlla i dati a 60 Hz o ottieni la conferma del produttore; non presumere che le indicazioni originali a 50 Hz vengano mantenute.

Lo stesso rapporto di trasmissione dà la stessa velocità di uscita su entrambe le griglie?? Non con lo stesso motore diretto on-line che funziona a velocità reali diverse. Con un rapporto fisso, La velocità di uscita segue la velocità del motore. Un sistema VFD adeguato può mantenere la frequenza e la velocità del motore richieste su entrambe le griglia, Soggetto alla valutazione di ingresso e alle condizioni di funzionamento approvate del motore.

Se il rapporto volt per hertz corrisponde, Il motore è sicuro da usare? Un rapporto di corrispondenza non è sufficiente da solo. Conferma la tensione consentita, current, Velocità, Caricabilità, e raffreddamento. Quando un VFD raggiunge il limite di tensione e la frequenza continua ad aumentare, V/f non rimane più costante e la coppia disponibile cade nella regione di indebolimento del campo. Alimentazione dei freni, Valutazioni degli accessori, e la velocità di input del cambio necessita ancora di controlli separati.

Riferimenti tecnici

Per i principi motori sottostanti, Vedi Guida alle specifiche dei motori elettrici della WEG, Sezioni 1.5, 3.2 e 11.3, e Manuale dei motori a bassa tensione di ABB, Sezioni 5 e 6. Le loro certificazioni specifiche per modello non sostituiscono la documentazione del motore selezionato.

Passo successivo

Se esporti una macchina o un motore a ingranaggi su un sito con una frequenza di alimentazione diversa, Inviaci le condizioni di alimentazione di destinazione, La targhetta del motore, e i requisiti delle macchine azionate. Chiedici di esaminare le opzioni di configurazione disponibili rispetto a quegli input. Esplora il nostro Motori a induzione trifase e Motori a ingranaggi, oppure Contattaci per avviare una revisione della configurazione.